Физическая сущность коммутации

Секция, в которой происходит коммутация, называется коммутирующей секцией, а время, в течение которого происходит процесс коммутации, называется периодом коммутации. На рис. 4.10,а,б,в показаны последовательные моменты коммутации секции К. Ширина щетки принята равной коллекторному делению.

 

Рис. 4.10

 

Будем полагать, что в коммутирующей секции в течении всего периода коммутации не индуктируются электродвижущие силы. За период коммутации ток в секции изменяется от до и представляет собой прямую линию ( 1, рис.4.11). Такую коммутацию называют прямолинейной или идеальной. Прямолинейная коммутация является наиболее желательным видом коммутации, так как не вызывает искрения.

Рис. 4.11

В реальных условиях процесс коммутации протекает значительно сложнее. При быстром изменении тока в коммутируемой секции возникает ЭДС самоиндукции

,

где - индуктивность секции.

Так как в одном реальном пазу могут быть несколько элементарных, то в коммутируемой секции возникают ЭДС взаимоиндукции

,

где - взаимная индуктивность одновременно коммутирующих секций.

Обе ЭДС создают в коммутирующей секции реактивную ЭДС

.

Кроме того, в коммутирующей секции наводится ЭДС от поля поперечной реакции якоря, которая направлена согласно с реактивной ЭДС .

В машинах с добавочными полюсами их магнитный поток индуктирует ЭДС в коммутирующей секции .

Таким образом, в коммутирующей секции наводятся ЭДС

.

Рассмотрим три основных случая коммутации (рис.4.11):

1. , наблюдается прямолинейная коммутация (1);

2. , наблюдается замедленная коммутация (2);.

3. , наблюдается ускоренная коммутация (3).

В случае замедленной или ускоренной коммутации в коммутирующей секции появляется добавочный ток

,

где - сумма электрических сопротивлений добавочному току коммутации.